Sebatian organoklorin, klorokarbon atau hidrokarbon berklorin, ialah bahan organik yang mengandungi sekurang-kurangnya satu atom klorin terikat kovalen yang mempengaruhi tingkah laku kimia molekul. Kelas kloroalkana (alkana dengan satu atau lebih atom hidrogen digantikan oleh klorin) memberikan contoh umum. Kepelbagaian struktur yang luas dan sifat kimia organoklorin yang berbeza membawa kepada pelbagai nama dan aplikasi. Organoklorida ialah bahan yang sangat berguna dalam banyak aplikasi, tetapi sesetengah daripadanya menimbulkan masalah alam sekitar yang serius.
Pengaruh pada hartanah
Pengklorinan mengubah sifat fizikal hidrokarbon dalam beberapa cara. Sebatian cenderung lebih tumpat daripada air kerana berat atom klorin yang lebih tinggi berbanding hidrogen. Organoklorida alifatik ialah agen pengalkilasi kerana klorida ialah kumpulan tertinggal.
Penentuan sebatian organoklorin
Banyak sebatian sedemikian telah diasingkan daripada sumber semula jadi, daripada bakteria kepada manusia. Sebatian organik berklorin ditemui dalam hampir setiap kelas biomolekul, termasuk alkaloid, terpenes, asid amino, flavonoid, steroid, dan asid lemak. Organoklorida, termasuk dioksin, terbentuk dalam persekitaran suhu tinggi kebakaran hutan, dan dioksin telah ditemui dalam abu yang diawet daripada kebakaran kilat yang mendahului dioksin sintetik.
Selain itu, pelbagai hidrokarbon berklorin ringkas, termasuk diklorometana, kloroform, dan karbon tetraklorida, telah diasingkan daripada rumpai laut. Kebanyakan klorometana dalam persekitaran terbentuk secara semula jadi melalui biodegradasi, kebakaran hutan dan gunung berapi. Sebatian organoklorin dalam minyak juga diketahui secara meluas (mengikut GOST - R 52247-2004).
Epibatidine
Epibatidine organoklorin semula jadi, alkaloid yang diasingkan daripada katak pokok, mempunyai kesan analgesik yang kuat dan merangsang penyelidikan tentang ubat sakit baharu. Katak mendapat epibatidine melalui makanan mereka dan kemudian mengasingkannya pada kulit mereka. Kemungkinan sumber makanan ialah kumbang, semut, hama dan lalat.
Alkana
Alkana dan arilalkana boleh diklorin dalam keadaan radikal bebas dengan sinaran ultraungu. Walau bagaimanapun, tahap pengklorinan sukar dikawal. Aryl klorida boleh disediakan dengan halogenasi Friedel-Crafts menggunakan klorin dan mangkin asid Lewis. Kaedah untuk menentukan organoklorinsebatian termasuk termasuk penggunaan mangkin ini. Kaedah lain juga disebut dalam artikel.
Tindak balas haloform menggunakan klorin dan natrium hidroksida juga mampu menghasilkan alkil halida daripada metil keton dan sebatian yang berkaitan. Kloroform sebelum ini dihasilkan dengan cara ini.
Klorin menambahkan alkena dan alkuna kepada berbilang ikatan, memberikan sebatian di- atau tetrakloro.
Alkil klorida
Alkil klorida ialah bahan binaan serba boleh dalam kimia organik. Walaupun alkil bromida dan iodida lebih reaktif, alkil klorida adalah lebih murah dan lebih mudah didapati. Alkil klorida mudah diserang oleh nukleofil.
Memanaskan alkil halida dengan natrium hidroksida atau air memberikan alkohol. Tindak balas dengan alkoksida atau aroksida memberikan ester dalam sintesis eter Williamson; tindak balas dengan tiol menghasilkan tioeter. Alkil klorida mudah bertindak balas dengan amina untuk membentuk amina tersubstitusi. Alkil klorida digantikan dengan halida yang lebih lembut seperti iodida dalam tindak balas Finkelstein.
Tindak balas dengan pseudohalid lain seperti azida, sianida dan tiosianat juga mungkin. Dengan adanya bes yang kuat, alkil klorida mengalami dehidrohalogenasi untuk membentuk alkena atau alkuna.
Alkil klorida bertindak balas dengan magnesium untuk membentuk reagen Grignard, menukarkan sebatian elektrofilik kepada sebatian nukleofilik. Tindak balas Wurtz menggabungkan dua alkil halida dengan natrium dalam cara mengurangkan.
Permohonan
Aplikasi terbesarkimia organoklorin ialah penghasilan vinil klorida. Pengeluaran tahunan pada tahun 1985 adalah kira-kira 13 bilion kilogram, hampir kesemuanya telah ditukar kepada polivinil klorida (PVC). Penentuan sebatian organoklorin (mengikut GOST) ialah proses yang tidak boleh dilakukan tanpa peralatan piawai khas.
Hidrokarbon berklorin berat molekul rendah yang paling rendah seperti kloroform, diklorometana, dikloroetana dan trikloroetana adalah pelarut yang berguna. Pelarut ini cenderung secara relatif tidak kutub; oleh itu ia tidak bercampur dengan air dan berkesan dalam pembersihan seperti nyahgris dan cucian kering. Pemurnian ini juga digunakan untuk kaedah penentuan sebatian organoklorin (minyak dan bahan lain sangat kaya dengan sebatian ini).
Yang paling penting ialah diklorometana, yang digunakan terutamanya sebagai pelarut. Klorometana adalah pendahulu kepada klorosilan dan silikon. Penting dari segi sejarah tetapi lebih kecil ialah kloroform, terutamanya pelopor kepada klorodifluorometana (CHClF2) dan tetrafluoroethene, yang digunakan dalam pembuatan Teflon.
Dua kumpulan utama racun serangga organoklorin ialah bahan seperti DDT dan larutan alisiklik berklorin. Mekanisme tindakannya berbeza sedikit daripada sebatian organoklorin dalam minyak.
sebatian seperti DDT
bahan seperti DDT bertindak ke atas sistem saraf periferi. Dalam saluran natrium akson, mereka menghalang penutupan pintu selepas pengaktifan dan depolarisasi.selaput. Ion natrium meresap melalui membran saraf dan mencipta "potensi pasca" negatif yang tidak stabil dengan peningkatan keceriaan saraf. Kebocoran ini menyebabkan pelepasan berulang dalam neuron, sama ada secara spontan atau selepas satu rangsangan.
Siklodiena terklorinasi termasuk aldrin, dieldrin, endrin, heptachlor, chlordane dan endosulfan. Tempoh pendedahan dari 2 hingga 8 jam membawa kepada penurunan dalam aktiviti sistem saraf pusat (CNS), diikuti oleh kerengsaan, gegaran, dan kemudian sawan. Mekanisme tindakannya adalah untuk mengikat racun serangga di tapak GABA dalam kompleks ionofor klorida asid gamma-aminobutyric (GABA), yang menghalang klorida daripada memasuki saraf.
Contoh lain termasuk dicofol, mirex, kepon dan pentachlorophenol. Ia boleh menjadi sama ada hidrofilik atau hidrofobik, bergantung pada struktur molekulnya.
Biphenyl
Polychlorinated biphenyl (PCBs) pernah digunakan secara meluas sebagai penebat elektrik dan cecair pemindahan haba. Penggunaannya secara amnya telah dihentikan kerana kebimbangan kesihatan. PCB telah digantikan oleh polybrominated diphenyl ethers (PBDEs), yang menyebabkan ketoksikan yang sama dan masalah bioakumulasi.
Sesetengah jenis sebatian organoklorin sangat toksik kepada tumbuhan atau haiwan, termasuk manusia. Dioksin, yang dihasilkan dengan membakar bahan organik dengan kehadiran klorin, adalah bahan pencemar organik yang berterusan yang menimbulkan bahaya apabila dilepaskan ke alam sekitar, begitu juga dengan beberapa racun serangga (sepertiseperti DDT).
Sebagai contoh, DDT, yang digunakan secara meluas untuk kawalan serangga pada pertengahan abad ke-20, juga terkumpul dalam rantai makanan, seperti metabolitnya DDE dan DDD, dan menyebabkan masalah dengan sistem pembiakan (contohnya, penipisan kulit telur) dalam beberapa spesies burung. Sesetengah sebatian jenis ini, seperti mustard sulfur, mustard nitrogen dan lewisit, malah digunakan sebagai senjata kimia kerana ketoksikannya.
Mabuk dengan sebatian organoklorin
Walau bagaimanapun, kehadiran klorin dalam sebatian organik tidak memberikan ketoksikan. Sesetengah organoklorida dianggap cukup selamat untuk kegunaan makanan dan dadah. Contohnya, kacang dan kacang mengandungi hormon tumbuhan berklorin semula jadi 4-chlorindole-3-asid asetik dan pemanis sucralose (Splenda) digunakan secara meluas dalam produk pemakanan.
Sehingga tahun 2004, sekurang-kurangnya 165 organoklorida telah diluluskan di seluruh dunia untuk digunakan sebagai farmaseutikal, termasuk vankomisin antibiotik semulajadi, antihistamin loratadine (Claritin), sertraline antidepresan (Zoloft), lamotrigin anti-epileptik (Lamictal), dan ubat penyedutan. isoflurane anestetik. Adalah perlu untuk mengetahui sebatian ini untuk menentukan sebatian organoklorin dalam minyak (mengikut GOST).
Penemuan saintis
Rachel Carson membawa ketoksikan racun perosak DDT kepada umum dalam bukunya pada tahun 1962 Silent Spring. Walaupun banyak negara telah berhentipenggunaan jenis sebatian organoklorin tertentu, seperti larangan DDT AS, DDT berterusan, PCB dan sisa organoklorin lain, masih ditemui pada manusia dan mamalia di seluruh planet ini, bertahun-tahun selepas pengeluaran dan penggunaan dihadkan.
Di kawasan Artik, terutamanya paras tinggi ditemui dalam mamalia marin. Bahan kimia ini tertumpu pada mamalia dan juga terdapat dalam susu ibu manusia. Dalam sesetengah spesies mamalia marin, terutamanya yang menghasilkan susu tinggi lemak, lelaki cenderung mempunyai tahap yang lebih tinggi kerana betina mengurangkan kepekatan dengan menyalurkan bahan kepada anak melalui penyusuan. Juga, bahan-bahan ini boleh didapati dalam minyak, yang penting untuk dipertimbangkan apabila menentukan sebatian organoklorin dalam minyak (mengikut GOST). Ia biasanya merujuk kepada racun perosak, walaupun ia juga boleh merujuk kepada mana-mana sebatian jenis ini.
Racun perosak organoklorin boleh dikelaskan mengikut struktur molekulnya. Racun perosak siklopentadiena ialah struktur cincin alifatik yang diperoleh daripada tindak balas Pentachlorocyclopentadiene Diels-Alder dan termasuk klodan, nonachlor, heptaklor, heptaklor epoksida, dieldrin, aldrin, endrin, mirex, dan kepon. Subkelas lain bagi racun perosak organoklorin ialah keluarga DDT dan isomer heksachlorocyclohexane. Kesemua racun perosak ini mempunyai keterlarutan dan kemeruapan yang rendah serta tahan terhadap proses degradasi dalam persekitaran. Ketoksikan dan kegigihan mereka dalam alam sekitar telah menyebabkan merekasekatan atau penggantungan untuk kebanyakan kegunaan di Amerika Syarikat.
Racun perosak
Racun perosak organoklorin sangat berkesan dalam membunuh perosak, terutamanya serangga. Tetapi kebanyakan produk kimia ini dianggap negatif oleh aktivis dan pengguna alam sekitar kerana satu racun perosak organoklorin yang terkenal dan kini dilarang: dichlorodiphenyltrichoethane, lebih dikenali sebagai DDT.
Racun perosak organoklorin ialah bahan kimia dengan karbon, klorin dan hidrogen. Seperti yang dijelaskan oleh Perkhidmatan Ikan dan Hidupan Liar AS, ikatan klorin-karbon sangat kuat, yang menghalang bahan kimia ini daripada cepat rosak atau larut dalam air. Bahan kimia itu juga menarik lemak dan terkumpul dalam tisu lemak haiwan yang memakannya.
Ketahanan kimia racun perosak organoklorin adalah salah satu sebab mengapa ia berkesan seperti racun serangga dan berpotensi berbahaya - ia boleh melindungi tanaman untuk jangka masa yang lama, tetapi juga boleh kekal di dalam badan haiwan.
Bersama-sama dengan DDT, EPA AS telah melarang penggunaan racun perosak organoklorin lain seperti aldrin, dieldrin, heptachlor, mirex, chlordecone dan chlordane. Eropah juga telah mengharamkan banyak racun perosak organoklorin, tetapi di kedua-dua wilayah ini, bahan kimia organoklorin masih merupakan bahan aktif dalam beberapa produk kawalan perosak rumah, taman dan alam sekitar.alam sekitar, menurut EPA. Racun perosak organoklorin juga sangat popular di negara membangun di seluruh dunia untuk kegunaan pertanian.
Sama ada anda meninjau tanah ladang untuk memastikan ia masih dipenuhi dengan racun perosak organoklorin musim panas, atau memeriksa air untuk sebatian organoklorin, ujian ialah cara terbaik untuk mengetahui sama ada bahan kimia ini berada berhampiran anda. Kaedah EPA 8250A dan 8270B boleh digunakan untuk menguji bahan kimia ini. 8250A boleh menguji sisa, tanah dan air, manakala 8270B menggunakan kromatografi gas/spektrometri jisim (GC/MS).
Walaupun racun perosak organoklorin paling terkenal kerana merosakkan keupayaan sesetengah burung untuk bertelur yang sihat, bahan kimia ini diketahui memberi kesan buruk kepada manusia yang mengambil atau menyedut racun perosak. Penyedutan atau penggunaan ikan atau tisu haiwan yang tercemar secara tidak sengaja adalah laluan yang paling mungkin untuk menelan racun perosak organoklorin. Untuk mengesahkan bahawa seseorang mempunyai tanda-tanda keracunan organoklorin, darah atau air kencing biasanya dihantar ke universiti atau agensi kerajaan yang menggunakan GC/MS untuk menguji sebatian kimia.
Tanda-tanda keracunan
Tanda amaran ketoksikan racun perosak organoklorin termasuk sawan, halusinasi, batuk, ruam kulit, muntah, sakit perut, sakit kepala, kekeliruan dan mungkin pernafasankekurangan menurut Matthew Wong, PhD, PhD, dan Pusat Perubatan Deaconess Beth Israel, Medscape. Walaupun terdapat larangan ke atas kebanyakan racun perosak ini di AS dan Eropah, penggunaannya di bahagian lain di dunia dan penyimpanan di bahagian AS dan Eropah mewujudkan situasi di mana keracunan organoklorin masih boleh berlaku.
Racun perosak organoklorin termasuk sejumlah besar bahan kimia berterusan yang berkesan dan membawa risiko besar di seluruh dunia.
Walaupun sebatian organik terhalogen agak jarang berlaku berbanding sebatian tidak terhalogen, banyak sebatian tersebut telah diasingkan daripada sumber semula jadi, daripada bakteria kepada manusia. Terdapat contoh sebatian klorin semula jadi yang terdapat dalam hampir setiap kelas biomolekul, termasuk alkaloid, terpenes, asid amino, flavonoid, steroid dan asid lemak.
Organoklorida, termasuk dioksin, terbentuk dalam persekitaran suhu tinggi kebakaran hutan, dan dioksin telah ditemui dalam abu kebakaran petir yang terpelihara yang mendahului dioksin sintetik. Selain itu, pelbagai hidrokarbon berklorin ringkas, termasuk diklorometana, kloroform dan karbon tetraklorida, telah diasingkan daripada rumpai laut.
Kebanyakan klorometana dalam persekitaran dihasilkan secara semula jadi melalui biodegradasi, kebakaran hutan dan gunung berapi. Epibatidine organoklorin semula jadi, alkaloid yang diasingkan daripada katak pokok, mempunyai kesan analgesik yang kuat danmerangsang penyelidikan tentang ubat sakit baharu.
Dioksin
Sesetengah jenis sebatian organoklorin sangat toksik kepada tumbuhan atau haiwan, termasuk manusia. Dioksin, terbentuk apabila bahan organik dibakar dengan kehadiran klorin, dan beberapa racun serangga, seperti DDT, adalah bahan pencemar organik berterusan yang menimbulkan bahaya alam sekitar. Sebagai contoh, penggunaan berlebihan DDT pada pertengahan abad kedua puluh, yang terkumpul dalam haiwan, menyebabkan penurunan teruk dalam populasi beberapa burung. Pelarut berklorin, jika salah dikendalikan dan dilupuskan, mewujudkan masalah pencemaran air bawah tanah.
Sesetengah organoklorida, seperti fosgen, bahkan telah digunakan sebagai agen perang kimia. Beberapa organoklorida yang dicipta secara buatan dan toksik, seperti DDT, akan terkumpul di dalam badan dengan setiap pendedahan, akhirnya membawa kepada jumlah maut kerana badan tidak dapat memecahkannya atau menyingkirkannya. Walau bagaimanapun, kehadiran klorin dalam sebatian organik sama sekali tidak memastikan ketoksikan. Banyak sebatian organoklorin cukup selamat untuk makanan dan penggunaan dadah.
Sebagai contoh, kacang dan kacang mengandungi hormon tumbuhan berklorin semula jadi 4-chlorindole-3-asid asetik (4-Cl-IAA) dan pemanis sucralose (Splenda) digunakan secara meluas dalam produk pemakanan. Sehingga 2004, sekurang-kurangnya 165sebatian organoklorin untuk digunakan sebagai farmaseutikal, termasuk loratadine antihistamin (Claritin), sertraline antidepresan (Zoloft), lamotrigin antiepileptik (lamiktal), dan isoflurane anestetik penyedutan.
Membuka Rachel Carson
Dengan Silent Spring (1962), Rachel Carson menarik perhatian umum tentang masalah ketoksikan organoklorin. Walaupun banyak negara telah menghentikan penggunaan beberapa jenis sebatian ini secara berperingkat (seperti larangan AS terhadap DDT akibat kerja Carson), organoklorida yang berterusan terus diperhatikan pada manusia dan mamalia di seluruh planet ini pada tahap yang berpotensi berbahaya beberapa tahun selepas itu. pengeluaran. Penggunaannya telah terhad.
Sebatian organoklorin (mengikut GOST) termasuk dalam senarai bahan berbahaya kepada manusia.
